TWI487996B - 影像擷取模組及其對位組裝方法 - Google Patents

Description

影像擷取模組及其對位組裝方法

本發明係有關於一種影像擷取模組及其對位組裝方法，尤指一種當實際作動時可使得可移動鏡頭組件的中心位置準確對位於影像感測晶片的中心位置的影像擷取模組及其對位組裝方法。

近幾年來，如行動電話、PDA等手持式裝置具有取像模組配備的趨勢已日益普遍，並伴隨著產品市場對手持式裝置功能要求更好及體積更小的市場需求下，取像模組已面臨到更高畫質與小型化的雙重要求。針對取像模組畫質的提昇，一方面是提高畫素，市場的趨勢是由原VGA等級的30畫素，已進步到目前市面上所常見的兩百萬畫素、三百萬畫素，更甚者已推出更高等級的八百萬畫素以上之級別。除了畫素的提昇外，另一方面是關切取像的清晰度，因此手持式裝置的取像模組也由定焦取像功能朝向類似照相機的光學自動對焦功能、甚或是光學變焦功能發展。

光學自動對焦功能的作動原理是依照標的物的不同遠、近距離，以適當地在Z方向移動取像模組中的鏡頭，進而使得取像標的物體的光學影像得以準確地聚焦在影像感測器上，以產生清晰的影像。以目前一般常見到在取像模組中帶動鏡頭移動的致動方式，其包括有步進馬達致動、壓電致動以及音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)致動等方式。然而，在實際作動中，若致動器可一併帶動鏡頭進行X方向及Y方向的移動時，習知取像模組中的鏡 頭的中心位置就會無法有效準確對位於影像感測器的中心位置。

本發明實施例在於提供一種影像擷取模組及其對位組裝方法，以解決習知“若致動器可一併帶動鏡頭進行X方向及Y方向的移動時，習知取像模組中的鏡頭的中心位置就會無法有效準確對位於影像感測器的中心位置”的缺失。

本發明其中一實施例所提供的一種影像擷取模組的對位組裝方法，其包括下列步驟：提供一影像感測單元及一致動器單元，其中所述影像感測單元包括一影像感測晶片，且所述致動器單元包括一具有一預定定位點或一預定定位線的框架殼體及一可移動地設置在所述框架殼體內的可移動鏡頭組件；施加一預定能量以驅動所述致動器單元，使得所述可移動鏡頭組件的中心位置相對於所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線以偏移至一固定偏移位置，以得到從所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線至所述可移動鏡頭組件的所述中心位置的一預定水平方向及一預定水平距離；移除所述預定能量；相對於所述影像感測晶片的中心位置，將所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線沿著一預定水平偏移方向進行一預定水平偏移距離的水平偏移，其中所述預定水平方向及所述預定水平偏移方向為兩相反方向，且所述預定水平距離及所述預定水平偏移距離為兩相同距離；以及，在所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線已相對於所述影像感測晶片的中心位置進行所述預定水平偏移方向及所述預定水平偏移距離的水平偏移的情況下，將所述致動器單元固定在所述影像感測單元上。

本發明另外一實施例所提供的一種影像擷取模組，其包括：一影像感測單元及一致動器單元。所述影像感測單元包括一電路基板及一設置在所述電路基板上且電性連接於所述電路基板的影像感測晶片，其中所述影像感測晶片的頂端具有一影像感測區 域。所述致動器單元包括一設置在所述影像感測單元上的框架殼體及一可活動地設置在所述框架殼體內的可移動鏡頭組件。其中，所述影像感測區域具有一第一幾何中心線，所述可移動鏡頭組件具有一第二幾何中心線，且當所述致動器單元被施加一預定能量後，所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心線將準確對位於所述影像感測區域的所述第一幾何中心線。

本發明另外再一實施例所提供的一種影像擷取模組，其包括：一影像感測單元及一致動器單元。所述影像感測單元包括一電路基板及一設置在所述電路基板上且電性連接於所述電路基板的影像感測晶片，其中所述影像感測晶片的頂端具有一影像感測區域。所述致動器單元包括一設置在所述影像感測單元上的框架殼體及一可活動地設置在所述框架殼體內的可移動鏡頭組件。其中，所述影像感測區域具有一第一幾何中心點，所述可移動鏡頭組件具有一第二幾何中心點，且當所述致動器單元被施加一預定能量後，所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心點將準確對位於所述影像感測區域的所述第一幾何中心點。

本發明的有益效果可以在於，當施加一預定能量以驅動致動器單元時，可移動鏡頭組件的中心位置會相對於框架殼體的預定定位點或預定定位線，以再次偏移至固定偏移位置，藉此以使得可移動鏡頭組件的第二幾何中心線(或第二幾何中心點)可準確對位於影像感測晶片的影像感測區域的第一幾何中心線(或第一幾何中心點)。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

M‧‧‧影像擷取模組

1‧‧‧影像感測單元

10‧‧‧影像感測晶片

100‧‧‧影像感測區域

L1‧‧‧第一幾何中心線

P1‧‧‧第一幾何中心點

11‧‧‧電路基板

2‧‧‧致動器單元

20‧‧‧框架殼體

20‧‧‧框架殼體

201‧‧‧第一框架

202‧‧‧第二框架

L3‧‧‧第三幾何中心線

P3‧‧‧第三幾何中心點

21‧‧‧可移動鏡頭組件

L2‧‧‧第二幾何中心線

P2‧‧‧第二幾何中心點

3‧‧‧感應器開關

D1‧‧‧預定水平距離

D2‧‧‧預定水平偏移距離

圖1為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的流程圖。

圖2A為本發明影像擷取模組的影像感測單元的側視示意圖。

圖2B為本發明影像擷取模組的影像感測單元的上視示意圖。

圖3A為本發明影像擷取模組的致動器單元的側視示意圖。

圖3B為本發明影像擷取模組的致動器單元的上視示意圖。

圖4A為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S102的側視示意圖。

圖4B為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S102的上視示意圖。

圖5A為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S106的側視示意圖。

圖5B為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S106的上視示意圖。

圖6A為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S108的側視示意圖。

圖6B為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S108的上視示意圖。

圖7A為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S110的側視示意圖。

圖7B為本發明影像擷取模組的對位組裝方法的步驟S110的上視示意圖。

圖8為本發明影像擷取模組使用音圈致動器的側視示意圖。

請參閱圖1至圖7B所示，本發明提供一種影像擷取模組M的對位組裝方法，其包括下列幾個步驟：

首先，步驟S100：配合圖1、及圖2A至圖3B所示，提供一影像感測單元1及一致動器單元2，其中影像感測單元1包括一影像感測晶片10，且致動器單元2包括一具有一預定定位點或一預定定位線的框架殼體20及一可移動地設置在框架殼體20內的可移動鏡頭組件21。更進一步來說，影像感測單元1包括一用於承 載影像感測晶片10的電路基板11，影像感測晶片10的頂端具有一影像感測區域100，其中影像感測區域100具有一第一幾何中心線L1及一第一幾何中心點P1(如圖2A所示)，並且可移動鏡頭組件21具有一第二幾何中心線L2及一第二幾何中心點P2(如圖3A所示)。舉例來說，框架殼體20的頂端具有一開口，框架殼體20的開口的預定定位線為一第三幾何中心線L3，並且框架殼體20的開口的預定定位點為一第三幾何中心點P3。然而，本發明不以此為限。

接著，步驟S102：配合圖1、圖3A至圖4B所示，施加一預定能量以驅動致動器單元2，使得可移動鏡頭組件21的中心位置相對於框架殼體20的預定定位點或預定定位線以偏移至一固定偏移位置(亦即可移動鏡頭組件21依據圖4B的實線箭頭所指示的方向偏移至一固定偏移位置)，以得到從框架殼體20的預定定位點或預定定位線至可移動鏡頭組件21的中心位置的一預定水平方向及一預定水平距離D1(如圖4A及圖4B所示)。更進一步來說，預定水平距離D1為可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2與框架殼體20的第三幾何中心線L3兩者之間所形成的距離(如圖4A所示)。或者說，預定水平距離D1為可移動鏡頭組件21的第二幾何中心點P2與框架殼體20的第三幾何中心點P3兩者之間所形成的距離(如圖4B所示)。舉例來說，當致動器單元2尚未通過一感應器開關3(例如霍爾效應感測器開關(Hall Effect Sensor Switch))的開啟以提供一預定初始電能來驅動時，如圖3A所示，可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2原本與框架殼體20的第三幾何中心線L3相互重疊。當致動器單元2通過感應器開關3的開啟以提供一預定初始電能來驅動時，如圖4A所示，可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2會相對於框架殼體20的第三幾何中心線L3被平行偏移一預定水平距離D1(如圖4B所示)。

然後，步驟S104：配合圖1、圖3A至圖4B所示，移除預定 能量(亦即移除感應器開關3所提供的預定初始電能)，以使得可移動鏡頭組件21返回到初始位置的附近。因此，本發明可通過步驟S102及步驟S104的執行，即可得到當驅動致動器單元2被施加預定能量來驅動時，可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2相對於框架殼體20的第三幾何中心線L3所會產生的偏移方向(亦即如圖4B的實線箭頭所指示的預定水平方向)及偏移距離(亦即如圖4B所示的預定水平距離D1)。

接下來，步驟S106：配合圖1、圖5A及圖5B所示，相對於影像感測晶片10的中心位置(如圖5A及圖5B所顯示的影像感測晶片10的所在位置)，將框架殼體20的預定定位點或預定定位線沿著一預定水平偏移方向(如圖5B的實線箭頭所指示的方向)進行一預定水平偏移距離D2(如圖5A及圖5B所示)的水平偏移，其中圖4B的實線箭頭所指示的“預定水平方向”及如圖5B的實線箭頭所指示的“預定水平偏移方向”為兩相反方向，且如圖4B所示的“預定水平距離D1”及如圖5B所示的“預定水平偏移距離D2”為兩相同距離。更進一步來說，預定水平偏移距離D2為框架殼體20的第三幾何中心線L3與影像感測區域100的第一幾何中心線L1兩者之間所形成的距離(如圖5A所示)。或者說，預定水平偏移距離D2為框架殼體20的第三幾何中心點P3與影像感測區域100的第一幾何中心點P1兩者之間所形成的距離。

緊接著，步驟S108：配合圖1、圖6A及圖6B所示，在框架殼體20的預定定位點或預定定位線已相對於影像感測晶片10的中心位置進行預定水平偏移方向及預定水平偏移距離D2的水平偏移的情況下，將致動器單元2固定在影像感測單元1上。更進一步來說，當致動器單元2被固定在影像感測單元1上後(如圖6A所示)，框架殼體20的第三幾何中心線L3相對於影像感測晶片10的影像感測區域100的第一幾何中心線L1會呈現出被水平偏移一預定水平偏移距離D2的特殊偏移組裝設計(如圖6B所示)。

然後，步驟S110：配合圖1、及圖7A至圖7B所示，再次施加預定能量(亦即通過感應器開關3的開啟所提供的預定初始電能)以驅動致動器單元2，使得可移動鏡頭組件21的中心位置相對於框架殼體20的預定定位點或預定定位線以再次偏移至固定偏移位置(亦即可移動鏡頭組件21依據圖7B的實線箭頭所指示的預定水平方向及預定水平距離D1，以偏移至固定偏移位置)，藉此可移動鏡頭組件21的中心位置將準確對位於影像感測晶片10的中心位置。

更進一步來說，步驟S108之後，本發明可更進一步包括：再次施加預定能量以驅動致動器單元2，使得可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2相對於框架殼體20的第三幾何中心線L3以再次偏移至固定偏移位置，藉此可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2將準確對位於影像感測區域100的第一幾何中心線L1。換言之，當致動器單元2再次通過所施加的預定能量來驅動時，可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2會再次相對於框架殼體20的第三幾何中心線L3以沿著預定水平方向進行預定水平距離D1的水平偏移，藉此可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2將準確對位於影像感測區域100的第一幾何中心線L1。

更進一步來說，步驟S108之後，本發明可更進一步包括：再次施加預定能量以驅動致動器單元2，使得可移動鏡頭組件21的第二幾何中心點P2相對於框架殼體20的第三幾何中心點P3以再次偏移至固定偏移位置，藉此可移動鏡頭組件21的第二幾何中心點P2將準確對位於影像感測區域100的第一幾何中心點P1。換言之，當致動器單元2再次通過所施加的預定能量來驅動時，可移動鏡頭組件21的第二幾何中心點P2會再次相對於框架殼體20的第三幾何中心點P3以沿著預定水平方向進行預定水平距離D1的水平偏移，藉此可移動鏡頭組件21的第二幾何中心點P2將準確對位於影像感測區域100的第一幾何中心點P1。

當然，本發明的影像感測單元1及致動器單元2不限定只使用影像感測區域100的第一幾何中心線L1(或第一幾何中心點P1)、可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2(或第二幾何中心點P2)、及框架殼體20的第三幾何中心線L3(或第三幾何中心點P3)三者之間的相對關係來進行對位校正。舉例來說，框架殼體20的預定定位點或預定定位線亦可設置在框架殼體20的邊緣處，例如框架殼體20的開口的內緣處或框架殼體20的外緣處。

藉此，參考圖8所示，通過上述步驟S100至S110的對位組裝方法，本發明可提供一種影像擷取模組M，其包括：一影像感測單元1及一致動器單元2(例如音圈致動器(voice coil actuator)，但本發明不以此為限)。其中，影像感測單元1包括一影像感測晶片10及一用於承載影像感測晶片10的電路基板11，並且影像感測晶片10的頂端具有一影像感測區域100。致動器單元2包括一設置在影像感測單元1上的框架殼體20及一可活動地設置在框架殼體20內的可移動鏡頭組件21，其中可移動鏡頭組件21可由多個光學透鏡(圖未示)所組成，並且框架殼體20還包括一設置在影像感測單元1上的第一框架201及一設置在第一框架201上的第二框架202，以使得可移動鏡頭組件21可在第二框架202內來進行XYZ三軸向的移動。

舉其中一例來說，影像感測區域100具有一第一幾何中心線L1，並且可移動鏡頭組件21具有一第二幾何中心線L2。如圖7A所示，當致動器單元2被施加一預定能量後，可移動鏡頭組件21會被偏移，以使得可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2將會準確對位於影像感測區域100的第一幾何中心線L1。

舉另外一例來說，影像感測區域100的頂端具有一第一幾何中心點P1，並且可移動鏡頭組件21的頂端具有一第二幾何中心點P2。如圖7A所示，當致動器單元2被施加一預定能量後，可移動鏡頭組件21會被偏移，以使得可移動鏡頭組件21的第二幾何中 心點P2將會準確對位於影像感測區域100的第一幾何中心點P1。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的影像擷取模組M及其對位組裝方法，其可透過“施加一預定能量以驅動致動器單元2，使得可移動鏡頭組件21的中心位置相對於框架殼體20的預定定位點或預定定位線以偏移至一固定偏移位置，以得到從框架殼體20的預定定位點或預定定位線至可移動鏡頭組件21的中心位置的一預定水平方向及一預定水平距離D1”及“在框架殼體20的預定定位點或預定定位線已相對於影像感測晶片10的中心位置進行預定水平偏移方向及預定水平偏移距離D2的水平偏移的情況下，將致動器單元2固定在影像感測單元1上”的設計，以使得當施加一預定能量以驅動致動器單元2時，可移動鏡頭組件21的中心位置會相對於框架殼體20的預定定位點或預定定位線以再次偏移至固定偏移位置，藉此可移動鏡頭組件21的第二幾何中心線L2(或第二幾何中心點P2)可準確對位於影像感測晶片10的影像感測區域100的第一幾何中心線L1(或第一幾何中心點P1)。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的範圍內。

M‧‧‧影像擷取模組

1‧‧‧影像感測單元

10‧‧‧影像感測晶片

100‧‧‧影像感測區域

L1‧‧‧第一幾何中心線

P1‧‧‧第一幾何中心點

11‧‧‧電路基板

2‧‧‧致動器單元

20‧‧‧框架殼體

201‧‧‧第一框架

202‧‧‧第二框架

21‧‧‧可移動鏡頭組件

L2‧‧‧第二幾何中心線

P2‧‧‧第二幾何中心點

Claims (12)

1. 一種影像擷取模組的對位組裝方法，其包括下列步驟：提供一影像感測單元及一致動器單元，其中所述影像感測單元包括一影像感測晶片，且所述致動器單元包括一具有一預定定位點或一預定定位線的框架殼體及一可移動地設置在所述框架殼體內的可移動鏡頭組件；施加一預定能量以驅動所述致動器單元，使得所述可移動鏡頭組件的中心位置相對於所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線以偏移至一固定偏移位置，以得到從所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線至所述可移動鏡頭組件的所述中心位置的一預定水平方向及一預定水平距離；移除所述預定能量；相對於所述影像感測晶片的中心位置，將所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線沿著一預定水平偏移方向進行一預定水平偏移距離的水平偏移，其中所述預定水平方向及所述預定水平偏移方向為兩相反方向，且所述預定水平距離及所述預定水平偏移距離為兩相同距離；以及在所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線已相對於所述影像感測晶片的中心位置進行所述預定水平偏移方向及所述預定水平偏移距離的水平偏移的情況下，將所述致動器單元固定在所述影像感測單元上。
2. 如請求項1之影像擷取模組的對位組裝方法，其中將所述致動器單元固定在所述影像感測單元上的步驟後，更進一步包括：再次施加所述預定能量以驅動所述致動器單元，使得所述可移動鏡頭組件的所述中心位置相對於所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線以再次偏移至所述固定偏移位置，藉 此所述可移動鏡頭組件的所述中心位置將準確對位於所述影像感測晶片的所述中心位置。
3. 如請求項2之影像擷取模組的對位組裝方法，其中所述預定能量為通過一感應器開關的開啟所提供的預定初始電能。
4. 如請求項1之影像擷取模組的對位組裝方法，其中所述影像感測單元包括一用於承載所述影像感測晶片的電路基板，所述影像感測晶片的頂端具有一影像感測區域，且所述影像感測區域具有一第一幾何中心線，其中所述致動器單元的所述框架殼體設置在所述影像感測單元的所述電路基板上，所述可移動鏡頭組件具有一第二幾何中心線，且所述框架殼體的所述預定定位線為一第三幾何中心線。
5. 如請求項4之影像擷取模組的對位組裝方法，其中所述預定水平距離為所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心線與所述框架殼體的所述第三幾何中心線兩者之間所形成的距離，且所述預定水平偏移距離為所述框架殼體的所述第三幾何中心線與所述影像感測區域的所述第一幾何中心線兩者之間所形成的距離。
6. 如請求項4之影像擷取模組的對位組裝方法，其中將所述致動器單元固定在所述影像感測單元上的步驟後，更進一步包括：再次施加所述預定能量以驅動所述致動器單元，使得所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心線相對於所述框架殼體的所述第三幾何中心線以再次偏移至所述固定偏移位置，藉此所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心線將準確對位於所述影像感測區域的所述第一幾何中心線。
7. 如請求項1之影像擷取模組的對位組裝方法，其中所述影像感測單元包括一用於承載所述影像感測晶片的電路基板，所述影像感測晶片的頂端具有一影像感測區域，且所述影像感測區域的頂端具有一第一幾何中心點，其中所述致動器單元的所述框 架殼體設置在所述影像感測單元的所述電路基板上，所述可移動鏡頭組件具有一第二幾何中心點，且所述框架殼體的所述預定定位點為一第三幾何中心點。
8. 如請求項7之影像擷取模組的對位組裝方法，其中所述預定水平距離為所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心點與所述框架殼體的所述第三幾何中心點兩者之間所形成的距離，且所述預定水平偏移距離為所述框架殼體的所述第三幾何中心點與所述影像感測區域的所述第一幾何中心點兩者之間所形成的距離。
9. 如請求項7之影像擷取模組的對位組裝方法，其中將所述致動器單元固定在所述影像感測單元上的步驟後，更進一步包括：再次施加所述預定能量以驅動所述致動器單元，使得所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心點相對於所述框架殼體的所述第三幾何中心點以再次偏移至所述固定偏移位置，藉此所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心點將準確對位於所述影像感測晶片的所述第一幾何中心點。
10. 如請求項1之影像擷取模組的對位組裝方法，其中所述框架殼體的所述預定定位點或所述預定定位線設置在所述框架殼體的邊緣處。
11. 一種影像擷取模組，其包括：一影像感測單元，所述影像感測單元包括一電路基板及一設置在所述電路基板上且電性連接於所述電路基板的影像感測晶片，其中所述影像感測晶片的頂端具有一影像感測區域；以及一致動器單元，所述致動器單元包括一設置在所述影像感測單元上的框架殼體及一可活動地設置在所述框架殼體內的可移動鏡頭組件；其中，所述影像感測區域具有一第一幾何中心線，所述可移動 鏡頭組件具有一第二幾何中心線，且當所述致動器單元被施加一預定能量後，所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心線將準確對位於所述影像感測區域的所述第一幾何中心線。
12. 一種影像擷取模組，其包括：一影像感測單元，所述影像感測單元包括一電路基板及一設置在所述電路基板上且電性連接於所述電路基板的影像感測晶片，其中所述影像感測晶片的頂端具有一影像感測區域；以及一致動器單元，所述致動器單元包括一設置在所述影像感測單元上的框架殼體及一可活動地設置在所述框架殼體內的可移動鏡頭組件；其中，所述影像感測區域具有一第一幾何中心點，所述可移動鏡頭組件具有一第二幾何中心點，且當所述致動器單元被施加一預定能量後，所述可移動鏡頭組件的所述第二幾何中心點將準確對位於所述影像感測區域的所述第一幾何中心點。